maxwell中对不同网格剖分的理解

  本文转自西莫论坛forlink团队。

   良好的网格剖分，是利用电磁场有限元软件或程序进行电磁装备分析的前提和基础，这对于瞬态场和3D模型尤其如此。

   静态场和涡流场都包含自适应求解过程，软件具有网格自加密能力，因此大多数情况下无须手动剖分，即可得到很好的网格。瞬态场网格必须手动剖分，初始网格（initial mesh）质量很差。自适应网格为瞬态场提供了一个很好的思路，就是导入静磁场和涡流场的自适应后的网格，为瞬态场所用，此功能通过Analysis/setup1/advanced/import mesh中实现。

   做过3D分析的人都很清楚，网格的剖分是3D分析的重中之重环节。有时模型能剖分，能计算，但结果出来与设计或实验差很多，这时候问题往往出现在剖分这个环节，改一下剖分就对了。比如需要做涡流分析，那么就要考虑基于集肤效应深度的剖分，此功能在mesh operations/assign/on selection/skin depth based refinement。又比如，如果要分析永磁同步电动机的cogging torque，那么需要对气隙进行多层剖分，这时就需要采用所谓“哑元”的方法，通过多建几个气隙层来实现。再比如，对电机中常见的叠绕组或波绕组，为了对电机端部曲线部分进行更好地剖分，需要采用表面近似剖分。此功能在mesh operations/assign/surface approximation里面进行设置。

   剖分有多种方法，主要就是on selection和in selection之分。前者是基于表面的剖分，后者是基于内部的剖分。注意，on selection并不是对内部不剖分，in selection也并不是对表面不剖分，而是两种剖分方法侧重点不同，正如其字面意思所示。一般而言，on selection更适用于高频分析中对实体（solid）的剖分，因为高频分析中涡流效应很突出。in selection更适合于对直流和工频的分析。对大多数物理模型而言，使用in selection足够。

   最后，再谈谈设置剖分时，网格长度的问题。对相同或相近物理模型，可分为同一组，指定相同网格长度。对于较大模型，则网格长度可适当放大。举例而言，对永磁同步电机，电机定转子铁心分为一组，定子绕组自成一组，永磁体自成一组，band自成一组。上面这四组中，建议网格长度如下：定转子铁心>永磁体>定子绕组>band。同时选定定转子铁心，并使用in selection剖分，则系统会指定一个默认长度，一般取该默认长度的1/2就足够精确了。其他可类似操作。

 

注：本文基于maxwell讲解，但网格剖分方法并不局限于maxwell，适用于一切电磁场有限元分析软件，诸如flux,jmag,magnet,opera,comsol multiphysics，quickfield等。希望能举一反三，活学活用。